информационный портал
 основан в 2009 г.

все о контрольно-измерительных
приборах и их производителях
На сайте представлено:

КАТАЛОГ средства измерений, испытательное и лабораторное оборудование

ВАКУУММЕТРЫ Давления КУПИТЬ Вакуумметры у Производителя



Вакуумметры

Типы вакуумметров

Вакуумметры являются разновидностью манометров (их иначе называют вакуумными манометрами), и служат для измерения давления газа или жидкости ниже атмосферного, то есть разрежения. Следовательно, обычный классический вакуумметр представляет собой устройство, в котором измеряемое давление уравновешивается силой упругой деформации чувствительного элемента: мембраны, пружины - их линейное перемещение механически преобразуется в движение стрелки. Другие примеры классических вакуумметров – те, чья конструкция основана либо на законе Бойля-Мариотта, либо на принципе уравновешивания измеряемого давления столбом контрольной жидкости – ртути или специального масла. Но из-за хрупкости и зависимости габаритов от диапазона измерений, эти виды вакуумметров используются ограниченно.
Однако, как и другие манометры, вакуумметры давления бывают не только механическими (деформационными), компрессионными или гидростатическими (жидкостными). Выпускаются тепловые (терморезисторные и термопарные) приборы для измерения разрежения (в которых степень разрежения оценивается по сопротивлению или температуре чувствительного элемента). Существуют также такие разновидности вакуумметров, как емкостные (роль одной из обкладок конденсатора выполняет чувствительный элемент, та самая мембрана) и ионизационные – в этих устройствах используется тот факт, что степень ионизации газа (то есть ионизационного тока между электродами: катод при этом может быть холодным или нагреваемым) зависит от давления. Кроме того бывают радиометрические, вязкостные и магнитно-электроразрядные вакуумметры.

Простота использования вакуумметра – залог надежности

Область применения вакуумметров достаточно широка: они используются и в промышленности, и в быту - везде, где нужно знать и регулировать давление: для контроля работы вакуумных насосов, степени разрежения в маслопроводах или технологических полостях, в лабораторных исследованиях, для обслуживания кондиционеров, в автосервисах - для измерения давления во впускном коллекторе.
Как пользоваться вакуумметром – напрямую следует из его типа, поскольку назначение у этих приборов одно и то же, а вот точность и предел измерений достаточно сильно отличаются. Так механическими, можно измерять разрежение до 100 Па (1 Па = 10−5 Бар), жидкостными – до 0,1 Па, тепловыми – до 0,001 Па, а компрессионными – до 0,001 Па (для примера, ионизационные вакуумметры способны измерить разрежение до 10−8 Па, и это не предел). Понять, как пользоваться вакуумметром несложно – есть всего два основных элемента: один из них преобразует в электрический сигнал любые изменения состояния чувствительного элемента, другой - оценивает этот сигнал, пересчитывает в единицы давления, и информирует пользователя прибором о степени разрежения на контролируемом участке технологической линии или отдельного механизма. С механическими (анероидами) еще проще: ввернул - и считывай показания по стрелке (поскольку оба элемента объединены в одном корпусе прибора).

Немного об устройстве вакуумметров

Поскольку устройство вакуумметра определяется его типом, поговорим о принципах работы наиболее распространенных из этих приборов. С механическим измерителем разрежения дело обстоит так: есть чувствительный элемент (трубчатая пружина, мембрана, сильфон – проще говоря, гофра), его перемещения за счет системы рычагов преобразуются в движение стрелки на циферблате. В тепловых вакуумметрах оценка степени разрежения оценивается по температуре чувствительного элемента. В терморезисторных приборах в его качестве выступает элемент моста: чем больше давление, тем выше требуется температура терморезистора для поддержания баланса в мосту (то есть на него требуется подать большее напряжение). В термопарных вакуумметрах разрежение оценивается по охлаждению нагревательного элемента за счет теплопроводности среды: чем выше вакуум среды, тем меньше теплоотдача нагревательного элемента (его температуру считывает термопара).
Теперь устройство вакуумметра, в котором использован принцип ионизации газов. Этот прибор представляет собой стеклянную колбу с тремя электродами – анодом, коллектором, на которые подается определенное напряжение, и катодом, который является источником электронов. Катод испускает электроны, анод их ускоряет, а коллектор, имеющий отрицательный потенциал по сравнению с катодом – то место, куда стремятся положительные ионы, образовавшиеся в результате столкновения электронов с молекулами газа. В зависимости от степени разрежения изменяется ток ионизации, то есть ток между электродами. Катод может быть холодным, либо накаливаемым. Существуют и более сложные варианты ионизационных вакуумметров, позволяющие расширить предел измерений до 10−11 Па.

Выбор вакуумметра

Определив диапазон необходимых измерений (обычно этот параметр регламентирует производитель испытуемого оборудования), можно выбрать и купить вакуумметр, наиболее подходящий по технологическим требованиям.
От чего зависит цена на вакуумметр? От его способности оценивать степень разрежения. Наиболее доступные по цене – деформационные вакуумметры, за ними следуют тепловые. Эти приборы наиболее востребованы в быту и промышленности. Ну а купить вакуумметр ионизационного типа, или магнитный электроразрядный прибор для измерения разрежения – это уже удел профессионалов высокого уровня. Ну или работников научно-исследовательских лабораторий. Дело в том, что данные вакуумметры способны оценивать разрежение газа до 10−12 Па.
Обычные ионизационные вакуумметры имеют диапазон измерений 10−5-1 Па. Это определяется не зависящим от давления остаточным фоновым током коллектора при низких давлениях, и нарушением линейности графика при высоком давлении (причина в возникновении рекомбинации ионов). С помощью различных ухищрений конструкторы этого типа вакуумметров добиваются более высоких результатов (10−8, 10−9 и даже до 10−11 Па), но это дорого и не долговечно. Если для ионизации газа в ионизационных вакуумметрах используется альфа-излучение, значительно уменьшается погрешность измерений (в радиоизотопных приборах она в 1,5…2,5 раза ниже).
Сверхвысокий вакуум измеряют магнитными электроразрядными приборами. От ионизационных вакуумметров они в первую очередь отличаются тем, что в них нет накаливаемого катода – это дает возможность производить замеры в криогенных системах. Но есть у них и свои недостатки: эти вакуумметры требуют более тщательного обслуживания и имеют высокую погрешность измерений.
Сообщить об ошибкеСообщить об ошибке